承载角焊缝疲劳失效模式的影响因素分析

摘要

为了研究承受拉伸和弯曲载荷角焊缝焊趾疲劳失效条件，利用解析法和结构应力法分析影响承载角焊缝焊喉、焊趾截面结构应力的因素。首先，基于结构应力推导角焊缝有、无熔深情况下任意焊喉截面的法向结构应力、切向结构应力及等效结构应力解析表达式，通过对等效结构应力求极值获得焊喉失效角度，该角度随着熔深增大而增大。其次，计算承受脉动循环拉伸载荷的十字形接头角焊缝焊喉和焊趾截面的结构应力。结果表明，焊喉截面比焊趾截面的结构应力更大，焊缝焊喉失效的疲劳寿命次数为1.21×10～5,与试验结果相吻合。十字形接头角焊缝失效分析发现，无熔透时焊喉失效、全熔透时焊趾失效且不受焊脚尺寸影响；焊脚尺寸不变时，p/t<0.36时发生焊喉失效，p/t>0.36时发生焊趾失效。最后，对承受弯曲载荷的单面角焊缝进行失效分析，发现焊角尺寸不变时，p/t<0.17时发生焊喉失效，p/t>0.17时发生焊趾失效。

关键词

角焊缝 / 结构应力 / 疲劳失效模式 / 熔深